Dịch chuyển tức thời của các trạng thái lượng tử sau được chọn

Dịch chuyển tức thời của các trạng thái lượng tử sau được chọn

Dấu thời gian: Ngày 14 tháng 2024 năm 6 02:XNUMX sáng

Daniel Collins

Phòng thí nghiệm Vật lý HH Wills, Đại học Bristol, Đại lộ Tyndall, Bristol BS8 1TL

Tìm bài báo này thú vị hay muốn thảo luận? Scite hoặc để lại nhận xét về SciRate.

Tóm tắt

Dịch chuyển tức thời cho phép Alice gửi trạng thái lượng tử được chuẩn bị trước cho Bob chỉ bằng cách sử dụng sự vướng víu được chia sẻ trước và giao tiếp cổ điển. Ở đây chúng tôi chỉ ra rằng có thể dịch chuyển tức thời một trạng thái cũng được chọn $it{post}$. Việc chọn sau trạng thái $Phi$ có nghĩa là sau khi Alice kết thúc thí nghiệm của mình, cô ấy thực hiện phép đo và chỉ tiếp tục chạy thử nghiệm trong đó kết quả đo là $Phi$. Chúng tôi cũng chứng minh khả năng dịch chuyển tức thời dựa trên $it{port}$ được chọn trước và sau. Cuối cùng, chúng tôi sử dụng các giao thức này để thực hiện tính toán lượng tử phi cục bộ tức thời trên các hệ thống được chọn trước và sau, đồng thời giảm đáng kể sự vướng víu cần thiết để đo ngay lập tức một biến không cục bộ tùy ý của các hệ thống được chọn trước và sau được phân tách theo không gian.

Dịch chuyển tức thời của các trạng thái lượng tử được chọn sau PlatoBlockchain Data Intelligence. Tìm kiếm dọc. Ái.

Hình ảnh nổi bật: Dịch chuyển tức thời trạng thái đã chọn của bài đăng từ Alice đến Bob.

Tóm tắt phổ biến

Làm thế nào chúng ta có thể gửi trạng thái lượng tử từ nơi này đến nơi khác? Điều này thật khó khăn vì các trạng thái lượng tử có xu hướng phân rã và nguyên lý bất định ngăn cản chúng ta chuyển đổi trạng thái lượng tử thành các bit cổ điển để gửi xuống đường dây điện thoại thông thường của chúng ta. $textbf{Teleportation}$ là giải pháp. Nó sử dụng sự vướng víu được chia sẻ trước cùng với các bit cổ điển để gửi trạng thái lượng tử, tránh được sự mất kết hợp và nguyên lý bất định một cách gọn gàng. Ở đây, chúng tôi điều tra việc dịch chuyển tức thời trạng thái $textbf{post-selected}$ từ nơi này sang nơi khác. Lựa chọn sau có nghĩa là chúng tôi đặt điều kiện vào hệ thống ở trạng thái cụ thể khi kết thúc thử nghiệm. Trạng thái sau được chọn có thể được tính toán ở những thời điểm trước đó bằng cách truy ngược nó $textbf{ngược thời gian}$. Có thể dịch chuyển tức thời một trạng thái quay ngược thời gian, khi chính chúng ta tiến về phía trước trong thời gian không? Chúng tôi trình bày cách thực hiện điều đó và dưới dạng phần mở rộng cho thấy cách thực hiện các phép đo và tính toán chung tức thời trên các hệ thống nhiều bên được chọn sau.

► Dữ liệu BibTeX

► Tài liệu tham khảo

[1] CH Bennett, G Brassard, C Crepeau, R Jozsa, A Peres và WK Wootters. “Dịch chuyển tức thời một trạng thái lượng tử chưa xác định thông qua các kênh cổ điển kép và einstein-podolsky-rosen”. Vật lý. Linh mục Lett. 70, 1895–1899 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.70.1895

[2] D Boschi, S Branca, F De Martini, L Hardy và S Popescu. “Thực nghiệm việc dịch chuyển tức thời một trạng thái lượng tử thuần khiết chưa biết thông qua các kênh cổ điển kép và einstein-podolsky-rosen”. Vật lý. Linh mục Lett. 80, 1121–1125 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.80.1121

[3] D. Bouwmeester, JM Pan, K. Mattle, M. Eibl, H. Wein-furter và A. Zeilinger. “Thử nghiệm dịch chuyển tức thời lượng tử”. Thiên nhiên 390, 575–579 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1038 / 37539

[4] S. Pirandola, J. Eisert, C. Weedbrook, A. Furusawa và SL Braunstein. “Những tiến bộ trong dịch chuyển tức thời lượng tử”. Quang tử tự nhiên 9, 641–652 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2015.154

[5] Yakir Aharonov, Peter G. Bergmann và Joel L. Lebowitz. “Đối xứng thời gian trong quá trình đo lượng tử”. Vật lý. Rev. 134, B1410–B1416 (1964).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.134.B1410

[6] Yakir Aharonov, Sandu Popescu, Jeff Tollaksen và Lev Vaidman. “Các trạng thái đa thời gian và các phép đo đa thời gian trong cơ học lượng tử”. Vật lý. Linh mục A 79, 052110 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.052110

[7] N Brunner, A Acin, D Collins, N Gisin và V Scarani. “Mạng viễn thông quang học là phép đo lượng tử yếu với hậu lựa chọn”. Vật lý. Linh mục Lett. 91 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.180402

[8] CK Hồng và L Mandel. “Thực nghiệm hiện thực hóa trạng thái một photon cục bộ”. Vật lý. Linh mục Lett. 56, 58–60 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.56.58

[9] Y Aharanov, DZ Albert và L Vaidman. “Làm thế nào kết quả của phép đo một thành phần spin của hạt có spin-1/​2 có thể trở thành 100”. Vật lý. Linh mục Lett. 60, 1351–1354 (1988).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.60.1351

[10] L. Vaidman. “Tranh cãi về giá trị yếu”. Philos. Dịch. R. Sóc., A 375 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsta.2016.0395

[11] Onur Hosten và Paul Kwiat. “Quan sát hiệu ứng hội trường quay của ánh sáng thông qua các phép đo yếu”. Khoa học 319, 787–790 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1126 / khoa học.1152697

[12] P. Ben Dixon, David J. Starling, Andrew N. Jordan và John C. Howell. “Đo độ lệch chùm tia siêu nhạy thông qua khuếch đại giá trị yếu giao thoa kế”. Vật lý. Linh mục Lett. 102 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.173601

[13] Ralph Silva, Yelena Guryanova, Anthony J. Short, Paul Skrzypczyk, Nicolas Brunner và Sandu Popescu. “Kết nối các quá trình với trật tự nhân quả không xác định và trạng thái lượng tử đa thời gian”. J. Phys mới. 19 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aa84fe

[14] Yakir Aharonov, Fabrizio Colombo, Sandu Popescu, Irene Sabadini, Daniele C. Struppa và Jeff Tollaksen. “Vi phạm lượng tử của nguyên lý chuồng chim và bản chất của mối tương quan lượng tử”. PNAS 113, 532–535 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1522411112

[15] Yakir Aharonov, Sandu Popescu, Daniel Rohrlich và Paul Skrzypczyk. “Mèo cheshire lượng tử”. J. Phys mới. 15 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​15/​11/​113015

[16] Lev Vaidman và Izhar Nevo. “Các phép đo phi tiêu điểm trong cơ học lượng tử đối xứng theo thời gian”. Int. J. Mod. Vật lý. B 20 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S0217979206034108

[17] Seth Lloyd, Lorenzo Maccone, Raul Garcia-Patron, Vittorio Giovannetti và Yutaka Shikano. “Cơ chế lượng tử của việc du hành thời gian thông qua dịch chuyển tức thời sau khi chọn lọc”. Vật lý. Mục sư D 84 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.84.025007

[18] Satoshi Ishizaka và Tohya Hiroshima. “Sơ đồ dịch chuyển tức thời tiệm cận như một bộ xử lý lượng tử có thể lập trình phổ quát”. Vật lý. Linh mục Lett. 101, 240501 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.240501

[19] Satoshi Ishizaka và Tohya Hiroshima. “Sơ đồ dịch chuyển lượng tử bằng cách chọn một trong nhiều cổng đầu ra”. Vật lý. Linh mục A 79, 042306 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.042306

[20] Salman Beigi và Robert Koenig. “Tính toán lượng tử phi cục bộ tức thời được đơn giản hóa với các ứng dụng vào mật mã dựa trên vị trí”. J. Phys mới. 13 (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​13/​9/​093036

[21] Harry Buhrman, Lukasz Czekaj, Andrzej Grudka, Michal Horodecki, Pawel Horodecki, Marcin Markiewicz, Florian Speelman và Sergii Strelchuk. “Lợi thế về độ phức tạp của truyền thông lượng tử ngụ ý sự vi phạm bất đẳng thức chuông”. Proc. Natl. Học viện. Khoa học. 113 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1507647113

[22] Stefano Pirandola, Riccardo Laurenza và Cosmo Lupo. “Các giới hạn cơ bản đối với sự phân biệt kênh lượng tử”. Thông tin lượng tử npj 5 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-019-0162-y

[23] Zhi-Wei Wang và Samuel L. Braunstein. “Hiệu suất chiều cao hơn của dịch chuyển tức thời dựa trên cổng”. Khoa học. Dân biểu 6 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep33004

[24] Michal Studzinski, Sergii Strelchuk, Marek Mozrzymas và Michal Horodecki. “Dịch chuyển tức thời dựa trên cổng theo chiều tùy ý”. Khoa học. Dân biểu 7 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-017-10051-4

[25] Marek Mozrzymas, Michal Studzinski, Sergii Strelchuk và Michal Horodecki. “Dịch chuyển tức thời dựa trên cổng tối ưu”. J. Phys mới. 20 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​aab8e7

[26] Marek Mozrzymas, Michal Studzinski và Michal Horodecki. “Một hình thức đơn giản hóa của đại số của các toán tử hoán vị hoán vị một phần với các ứng dụng”. J. Vật lý. Đáp: Toán. Lý thuyết. 51 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088/1751-8121 / aaad15

[27] Matthias Christandl, Felix Leditzky, Christian Majenz, Graeme Smith, Florian Speelman và Michael Walter. “Hiệu suất tiệm cận của dịch chuyển tức thời dựa trên cổng”. Cộng đồng. Toán học. Vật lý. 381, 379–451 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-020-03884-0

[28] Piotr Kopszak, Marek Mozrzymas, Michal Studzinski và Michal Horodecki. “Dịch chuyển tức thời dựa trên nhiều cổng – truyền một lượng lớn thông tin lượng tử”. Lượng tử 5 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-11-11-576

[29] Michal Studzinski, Marek Mozrzymas, Piotr Kopszak và Michal Horodecki. “Các chương trình dịch chuyển tức thời dựa trên nhiều cổng hiệu quả”. IEEE Trans. Thông tin Lý thuyết 68, 7892–7912 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2022.3187852

[30] Marek Mozrzymas, Michał Studziński và Piotr Kopszak. “Các sơ đồ dịch chuyển tức thời dựa trên nhiều cổng tối ưu”. Lượng tử 5, 477 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-06-17-477

[31] L. Landau và R. Peierls. “Erweiterung des unbestimmtheitsprinzips für die relatvistische quantentheorie”. Zeitschrift für Physik 69, 56–69 (1931).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01391513

[32] Niels Henrik David Bohr và L. Rosenfeld. “Zur frage der Messbarkeit der elektromagnetischen feldgrössen”. Det Kgl. Danske Videnskabernes Selskab Mathematisk-fysiske Meddelelser 12, 1–65 (1933).

[33] Yakir Aharonov và David Z. Albert. “Các trạng thái và vật quan sát được trong lý thuyết trường lượng tử tương đối tính”. Vật lý. Mục sư D 21, 3316–3324 (1980).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.21.3316

[34] Yakir Aharonov và David Z. Albert. “Liệu chúng ta có thể hiểu được quá trình đo lường trong cơ học lượng tử tương đối tính không?”. Vật lý. Mục sư D 24, 359–370 (1981).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.24.359

[35] Yakir Aharonov và David Z. Albert. “Quan niệm thông thường về sự tiến hóa theo thời gian có phù hợp với các hệ cơ học lượng tử không? Tôi". Vật lý. Mục sư D 29, 223–227 (1984).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.29.223

[36] Yakir Aharonov và David Z. Albert. “Quan niệm thông thường về sự tiến hóa theo thời gian có phù hợp với các hệ cơ học lượng tử không? ii. những cân nhắc mang tính tương đối”. Vật lý. Mục sư D 29, 228–234 (1984).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.29.228

[37] Yakir Aharonov, David Z. Albert và Lev Vaidman. “Quá trình đo lường trong lý thuyết lượng tử tương đối tính”. Vật lý. Mục sư D 34, 1805–1813 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.34.1805

[38] Sandu Popescu và Lev Vaidman. “Hạn chế nhân quả đối với các phép đo lượng tử không tiêu điểm”. Vật lý. Linh mục A 49, 4331–4338 (1994).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.49.4331

[39] Berry Groisman và Lev Vaidman. “Các biến không cục bộ với trạng thái riêng của trạng thái sản phẩm”. J. Vật lý. Đáp: Toán. Tướng 34, 6881 (2001).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​34/​35/​313

[40] Berry Groisman và Benni Reznik. “Các phép đo của các trạng thái vướng víu bán cục bộ và không tối đa”. Vật lý. Mục sư A 66, 022110 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.66.022110

[41] L Vaidman. “Đo lường tức thời các biến không cục bộ”. Vật lý. Linh mục Lett. 90, 010402 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.90.010402

[42] SR Clark, AJ Connor, D Jaksch và S Popescu. “Mức tiêu thụ vướng víu của các phép đo lượng tử phi tiêu điểm tức thời”. J. Phys mới. 12, 083034 (2010).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​12/​8/​083034

[43] Alvin Gonzales và Eric Chitambar. “Giới hạn của tính toán lượng tử phi tiêu điểm tức thời”. IEEE Trans. Thông tin Lý thuyết 66, 2951–2963 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2019.2950190

[44] Ralph Silva, Yelena Guryanova, Nicolas Brunner, Noah Linden, Anthony J. Short và Sandu Popescu. “Các trạng thái lượng tử trước và sau được chọn: Ma trận mật độ, chụp cắt lớp và toán tử kraus”. Vật lý. Mục sư A 89, 012121 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.012121

[45] Michal Sedlak, Alessandro Bisio và Mario Ziman. “Lưu trữ xác suất tối ưu và truy xuất các kênh đơn nhất”. Vật lý. Linh mục Lett. 122 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.170502

[46] Lev Vaidman. “Trạng thái lượng tử tiến hóa ngược”. J. Vật lý. Đáp: Toán. Lý thuyết. 40, 3275–3284 (2007).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​40/​12/​S23

[47] Charles H. Bennett và Stephen J. Wiesner. “Giao tiếp thông qua các toán tử một và hai hạt ở trạng thái einstein-podolsky-rosen”. Vật lý. Linh mục Lett. 69, 2881–2884 (1992).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.69.2881

Trích dẫn

Bài viết này được xuất bản trong Lượng tử dưới Creative Commons Ghi công 4.0 Quốc tế (CC BY 4.0) giấy phép. Bản quyền vẫn thuộc về chủ sở hữu bản quyền gốc như các tác giả hoặc tổ chức của họ.

Dấu thời gian:

Thêm từ Tạp chí lượng tử